Впрыск

Литье под давлением (литье под давлением в США) это процесс производства деталей путем впрыскивания материала в форму. Литье под давлением может быть выполнено с использованием множества материалов, включая металлы (для которых этот процесс называется литьем под давлением), стекла, эластомеры, кондитерские изделия и чаще всего термопластичные и термореактивные полимеры. Материал для детали подается в нагретый цилиндр, смешивается и нагнетается в полость формы, где он охлаждается и затвердевает до конфигурации полости. После того, как продукт разработан, обычно промышленным дизайнером или инженерФормы изготавливаются изготовителем форм (или изготовителем инструментов) из металла, обычно из стали или алюминия, и подвергаются прецизионной механической обработке, чтобы сформировать элементы желаемой детали. Литье под давлением широко используется для изготовления самых разных деталей, от мельчайших деталей до целых кузовных панелей автомобилей. Достижения в технологии 3D-печати с использованием фотополимеров, которые не плавятся во время литья под давлением некоторых более низкотемпературных термопластов, могут быть использованы для некоторых простых форм для литья под давлением.

Детали, подлежащие литью под давлением, должны быть очень тщательно спроектированы, чтобы облегчить процесс формования; материал, используемый для детали, желаемая форма и характеристики детали, материал формы и свойства формовочной машины - все это должно быть принято во внимание. Универсальность литья под давлением обеспечивается широким спектром конструктивных соображений и возможностей.

Приложения

Литье под давлением используется для создания многих вещей, таких как катушки с проволокой, коробок, крышки для бутылок, автомобильные детали и компоненты, игровые приставки, карманные расчески, некоторые музыкальные инструменты (и их части), цельные стулья и маленькие столы, контейнеры для хранения, механические детали (включая шестерни) и большинство других пластмассовых изделий, доступных сегодня. Литье под давлением является наиболее распространенным современным методом изготовления пластиковых деталей; идеально подходит для производства больших объемов одного и того же объекта.

Характеристики процесса

Литье под давлением использует поршень или поршень винтового типа для расплавления пластик материал в полость формы; он затвердевает в форму, которая соответствует контуру формы. Чаще всего он используется для обработки как термопластических, так и термореактивных полимеров, причем объем используемых первых значительно выше. Термопласты широко используются благодаря характеристикам, которые делают их очень подходящими для литья под давлением, таким как легкость, с которой они могут быть переработаны, их универсальность, позволяющая использовать их в самых разных сферах применения, и их способность размягчаться и течь при нагревании. Термопласты также имеют элемент защиты от термореактивных материалов; если термореактивный полимер не выталкивается из цилиндра для литья под давлением своевременно, может произойти химическое сшивание, в результате чего винт и обратные клапаны заклинивают и потенциально могут повредить машину для литья под давлением.

Литье под давлением состоит из впрыска сырья под высоким давлением в форму, которая придает полимеру желаемую форму. Формы могут иметь одну или несколько полостей. В пресс-формах с несколькими полостями каждая полость может быть идентична и образовывать одни и те же детали или может быть уникальной и образовывать несколько различных геометрических форм в течение одного цикла. Формы обычно изготавливают из инструментальной стали, но для определенных применений подходят нержавеющие стали и алюминиевые формы. Алюминиевые формы обычно плохо подходят для крупносерийного производства или деталей с узкими допусками на размеры, поскольку они имеют худшие механические свойства и более склонны к износу, повреждению и деформации во время циклов впрыска и зажима; однако алюминиевые формы экономически эффективны при небольших объемах производства, так как затраты и время на изготовление форм значительно снижаются. Многие стальные формы предназначены для обработки более миллиона деталей в течение срока их службы, и их изготовление может стоить сотни тысяч долларов.

После появления термопласты формованные, как правило, гранулированное сырье подается через бункер в нагретый цилиндр с возвратно-поступательным шнеком. При входе в цилиндр температура увеличивается, и силы Ван-дер-Ваальса, препятствующие относительному потоку отдельных цепочек, ослабляются в результате увеличения пространства между молекулами при более высоких состояниях тепловой энергии. Этот процесс снижает его вязкость, что позволяет полимеру течь под действием движущей силы узла впрыска. Шнек подает сырье вперед, смешивает и гомогенизирует термическое и вязкостное распределение полимера и сокращает необходимое время нагрева за счет механического сдвига материала и добавления значительного нагрева полимера за счет трения. Материал поступает вперед через обратный клапан и собирается в передней части шнека в объем, известный как выстрел. Дробь - это объем материала, который используется для заполнения полости формы, компенсации усадки и обеспечения амортизатора (примерно 10% от общего объема выстрела, который остается в стволе и не дает винту опускаться до дна) для передачи давления. от винта до полости формы. Когда собрано достаточно материала, материал под высоким давлением и скоростью нагнетается в полость, образующую деталь. Чтобы предотвратить скачки давления, в процессе обычно используется положение переноса, соответствующее заполнению полости на 95–98%, когда винт переключается с постоянной скорости на постоянное регулирование давления. Часто время впрыска намного меньше 1 секунды. Когда шнек достигает положения переноса, прикладывается уплотняющее давление, которое завершает заполнение формы и компенсирует термическую усадку, которая для термопластов довольно высока по сравнению со многими другими материалами. Давление уплотнения прикладывают до тех пор, пока затвор (вход в полость) не затвердеет. Из-за своего небольшого размера ворота обычно являются первым местом, где затвердевают по всей своей толщине. Когда затвор затвердевает, в полость больше не может попадать материал; соответственно, шнек совершает возвратно-поступательное движение и захватывает материал для следующего цикла, в то время как материал внутри формы охлаждается, так что его можно выталкивать и сохранять размерную стабильность. Эта продолжительность охлаждения значительно сокращается за счет использования охлаждающих линий, по которым циркулирует вода или масло от внешнего регулятора температуры. После достижения требуемой температуры форма открывается, и ряд штифтов, гильз, съемников и т. Д. Выдвигается вперед для извлечения изделия из формы. Затем форма закрывается, и процесс повторяется.

Для термореактивных материалов обычно два разных химических компонента впрыскиваются в цилиндр. Эти компоненты немедленно начинают необратимые химические реакции, которые в конечном итоге сшивают материал в единую сеть молекул. Когда происходит химическая реакция, два жидких компонента постоянно превращаются в вязкоупругое твердое вещество. Затвердевание в нагнетательном цилиндре и шнеке может быть проблематичным и иметь финансовые последствия; поэтому минимизация отверждения термореактивного материала внутри цилиндра имеет жизненно важное значение. Обычно это означает, что время пребывания и температура химических предшественников в блоке впрыска сведены к минимуму. Время пребывания можно уменьшить за счет сведения к минимуму объема цилиндра и максимального увеличения продолжительности цикла. Эти факторы привели к использованию теплоизолированного блока холодного впрыска, который вводит реагирующие химические вещества в термически изолированную горячую форму, что увеличивает скорость химических реакций и сокращает время, необходимое для достижения затвердевшего термореактивного компонента. После затвердевания детали клапаны закрываются, чтобы изолировать систему впрыска и химические прекурсоры, и пресс-форма открывается для извлечения отформованных деталей. Затем форма закрывается, и процесс повторяется.

Предварительно отформованные или обработанные компоненты могут быть вставлены в полость, когда форма открыта, что позволяет материалу, впрыскиваемому в следующем цикле, формироваться и затвердевать вокруг них. Этот процесс известен как Вставить молдинг и позволяет отдельным частям содержать несколько материалов. Этот процесс часто используется для создания пластиковых деталей с выступающими металлическими винтами, что позволяет их многократно закреплять и откреплять. Этот метод также может быть использован для маркировки в форме, а пленочные крышки также могут быть прикреплены к формованным пластиковым контейнерам.

На конечной части обычно присутствуют линия разъема, литник, следы ворот и следы выталкивающего штифта. Ни одна из этих функций обычно не желательна, но они неизбежны из-за характера процесса. Следы от ворот появляются на воротах, которые соединяют каналы подачи расплава (литник и желоб) с полостью, образующей деталь. Линия разделения и следы от выталкивающего штифта возникают из-за мельчайших перекосов, износа, газовых отверстий, зазоров для смежных деталей при относительном движении и / или различий в размерах сопрягаемых поверхностей, контактирующих с впрыскиваемым полимером. Различия в размерах могут быть связаны с неравномерной деформацией под давлением во время впрыска, допусками на обработку, а также неоднородным тепловым расширением и сжатием компонентов пресс-формы, которые подвержены быстрой смене циклов во время фаз впрыска, упаковки, охлаждения и выброса . Компоненты пресс-формы часто изготавливаются из материалов с различными коэффициентами теплового расширения. Эти факторы невозможно учесть одновременно без астрономического увеличения стоимости проектирования, изготовления, обработки и контроля качества. Опытный дизайнер пресс-форм и деталей поместит эти эстетические недостатки в скрытые области, если это возможно.

История

Американский изобретатель Джон Уэсли Хаятт вместе со своим братом Исайей Хаятт запатентовали первую литьевую машину в 1872 году. Эта машина была относительно простой по сравнению с машинами, используемыми сегодня: она работала как большая игла для подкожных инъекций, используя поршень для введения пластика через нагретый цилиндр в форму. С годами отрасль медленно развивалась, производя такие продукты, как перья для воротников, пуговицы и гребни для волос.

Немецкие химики Артур Айхенгрюн и Теодор Беккер изобрели первые растворимые формы ацетата целлюлозы в 1903 году, который был гораздо менее горючим, чем нитрат целлюлозы. В конце концов он стал доступен в виде порошка, из которого он был легко отлит под давлением. Артур Айхенгрюн разработал первый пресс для литья под давлением в 1919 году. В 1939 году Артур Айхенгрун запатентовал литье под давлением пластифицированного ацетата целлюлозы.

Промышленность быстро развивалась в 1940-х годах, потому что Вторая мировая война создала огромный спрос на недорогую продукцию массового производства. В 1946 году американский изобретатель Джеймс Уотсон Хендри создал первую машину для винтового впрыска, которая позволила намного более точно контролировать скорость впрыска и качество производимых изделий. Эта машина также позволяла смешивать материал перед инъекцией, так что цветной или переработанный пластик мог быть добавлен к первичному материалу и тщательно перемешан перед инъекцией. На сегодняшний день машины с винтовым впрыском составляют подавляющее большинство всех машин с впрыском. В 1970-х годах Хендри разработал первый процесс литья под давлением с помощью газа, который позволил производить сложные полые изделия, которые быстро охлаждались. Это значительно улучшило гибкость конструкции, а также прочность и отделку изготавливаемых деталей, уменьшив при этом время производства, стоимость, вес и отходы.

В течение многих лет индустрия литья пластмасс под давлением развивалась от производства расчесок и пуговиц до производства широкого ассортимента продукции для многих отраслей промышленности, включая автомобилестроение, медицину, аэрокосмическую отрасль, потребительские товары, игрушки, сантехнику, упаковку и строительство.

Примеры полимеров, наиболее подходящих для процесса

Можно использовать большинство полимеров, иногда называемых смолами, включая все термопласты, некоторые термореактивные пластмассы и некоторые эластомеры. С 1995 года общее количество доступных материалов для литья под давлением увеличивалось со скоростью 750 в год; на момент начала этой тенденции было доступно около 18,000 XNUMX материалов. Доступные материалы включают сплавы или смеси ранее разработанных материалов, поэтому дизайнеры могут выбирать материал с наилучшим набором свойств из широкого выбора. Основными критериями выбора материала являются прочность и функция, необходимые для конечной детали, а также стоимость, но также каждый материал имеет различные параметры формования, которые необходимо учитывать. Обычные полимеры, такие как эпоксидная смола и фенол, являются примерами термореактивных пластиков, в то время как нейлон, полиэтилен и полистирол являются термопластами. До сравнительно недавнего времени пластмассовые пружины были невозможны, но улучшение свойств полимеров делает их теперь весьма практичными. Применения включают пряжки для закрепления и отсоединения лямок уличного оборудования.

Подобрать оборудование

Термопластавтоматы состоят из бункера для материала, поршня для литья под давлением или винтового плунжера и нагревательного устройства. Также известные как прессы, они удерживают формы, в которых формируются компоненты. Прессы классифицируются по тоннажу, который выражает силу зажима, которую может проявить машина. Эта сила удерживает форму в закрытом состоянии во время процесса впрыска. Тоннаж может варьироваться от менее 5 тонн до более 9,000 тонн, при этом более высокие значения используются в сравнительно небольшом количестве производственных операций. Общее необходимое усилие зажима определяется площадью проекции формованной детали. Эта проектируемая площадь умножается на усилие зажима от 1.8 до 7.2 тонны на каждый квадратный сантиметр проектируемой площади. Как правило, 4 или 5 тонн / дюйм² можно использовать для большинства продуктов. Если пластик очень жесткий, потребуется большее давление впрыска для заполнения формы и, следовательно, больше усилия зажима, чтобы удерживать форму в закрытом состоянии. Требуемая сила также может определяться используемым материалом и размером детали; более крупные детали требуют более высокого усилия зажима.

Плесень

Плесень or умереть являются общими терминами, используемыми для описания инструмента, используемого для изготовления пластиковых деталей при литье.

Поскольку изготовление форм было дорогостоящим, они обычно использовались только в массовом производстве, где производились тысячи деталей. Типичные формы изготавливаются из закаленной стали, предварительно закаленной стали, алюминия и / или бериллиево-медного сплава. Выбор материала для изготовления пресс-формы в первую очередь является экономическим; Как правило, изготовление стальных форм обходится дороже, но их более длительный срок службы компенсирует более высокую начальную стоимость по сравнению с большим количеством деталей, изготовленных до износа. Формы из предварительно закаленной стали менее износостойкие и используются для небольших объемов или для более крупных компонентов; их типичная твердость стали составляет 38–45 по шкале Роквелла-С. Формы из закаленной стали после механической обработки подвергаются термообработке; они намного превосходят их по износостойкости и сроку службы. Типичная твердость составляет от 50 до 60 по шкале Роквелла-С (HRC). Алюминиевые формы могут стоить значительно дешевле, а при проектировании и обработке на современном компьютеризированном оборудовании они могут быть экономичными для формования десятков или даже сотен тысяч деталей. Бериллиевая медь используется в областях пресс-формы, которые требуют быстрого отвода тепла, или в областях, где выделяется наибольшее количество тепла сдвига. Формы могут быть изготовлены либо с помощью обработки с ЧПУ, либо с использованием процессов электроэрозионной обработки.

Проектирование форм

Форма состоит из двух основных компонентов: формы для литья под давлением (пластина A) и формы для эжектора (пластина B). Эти компоненты также упоминаются как формовщик и формовщик. Пластмассовая смола попадает в форму через спру or ворота в литьевой форме; литниковая втулка должна плотно прилегать к соплу впрыскивающего цилиндра формовочной машины и пропускать расплавленный пластик из цилиндра в форму, также известную как полость. Литниковая втулка направляет расплавленный пластик к изображениям полости через каналы, которые механически обработаны на лицевых сторонах пластин A и B. Эти каналы позволяют пластику проходить по ним, поэтому они называютсябегунов. Расплавленный пластик протекает через направляющую и входит в один или несколько специализированных ворот и в геометрическую форму полости, образуя желаемую деталь.

Количество смолы, необходимое для заполнения литника, желоба и полостей формы, составляет «порцию». Захваченный воздух в пресс-форме может выходить через вентиляционные отверстия, которые притерты к линии разъема пресс-формы, или вокруг выталкивающих штифтов и направляющих, которые немного меньше, чем удерживающие их отверстия. Если захваченный воздух не может выйти, он сжимается под давлением поступающего материала и вдавливается в углы полости, где препятствует заполнению, а также может вызвать другие дефекты. Воздух может даже стать настолько сжатым, что воспламеняется и сжигает окружающий пластик.

Для обеспечения возможности удаления отлитой детали из формы элементы формы не должны нависать друг над другом в направлении, в котором открывается форма, если только части формы не предназначены для перемещения между такими выступами при открытии формы (с использованием компонентов, называемых подъемниками). ).

Стороны детали, которые кажутся параллельными направлению вытяжки (ось позиции с сердечником (отверстие) или вставки параллельна движению вверх и вниз по форме, когда она открывается и закрывается) обычно слегка наклонены, что называется уклоном, чтобы облегчить извлечение детали из формы. Недостаточная тяга может вызвать деформацию или повреждение. Осадка, необходимая для смазки формы, в первую очередь зависит от глубины полости: чем глубже полость, тем больше требуется тяга. При определении требуемой тяги также необходимо учитывать усадку. Если оболочка слишком тонкая, то формованная деталь будет иметь тенденцию сжиматься на сердцевинах, которые образуются при охлаждении, и прилипать к этим сердцевинам, или деталь может деформироваться, скручиваться, пузыриться или треснуть при удалении полости.

Пресс-форма обычно конструируется так, что отформованная деталь надежно остается на стороне выталкивателя (B) формы, когда она открывается, и вытягивает бегунок и литник со стороны (A) вместе с деталями. Затем деталь свободно падает при выбросе со стороны (B). Затворы туннеля, также известные как затворы подводных лодок или опалубки, расположены ниже линии разделения или поверхности формы. В поверхности пресс-формы на линии разъема вырезается отверстие. Формованная деталь вырезается (пресс-формой) из направляющей системы при выталкивании из формы. Выталкивающие штифты, также известные как выбивные штифты, представляют собой круглые штифты, помещенные либо в половину формы (обычно в половину выталкивателя), которые выталкивают готовое формованное изделие, либо в систему бегунков из формы. Выталкивание изделия с использованием штифтов, втулок, съемников и т. Д. Может вызвать нежелательные впечатления или искажения, поэтому необходимо соблюдать осторожность при разработке формы.

Стандартный метод охлаждения - пропускание охлаждающей жидкости (обычно воды) через ряд отверстий, просверленных через пластины формы и соединенных шлангами для образования непрерывного пути. Охлаждающая жидкость поглощает тепло из формы (которая поглощает тепло от горячего пластика) и поддерживает надлежащую температуру формы для отверждения пластика с наиболее эффективной скоростью.

Для облегчения обслуживания и вентиляции полости и сердечники разделены на части, называемые вставкии подсборки, также называемые вставки, Блокиили блоки погони, При замене сменных вставок одна форма может иметь несколько вариантов одной и той же детали.

Более сложные детали формируются с использованием более сложных форм. Они могут иметь секции, называемые слайдами, которые перемещаются в полость, перпендикулярную направлению вытягивания, чтобы сформировать нависающие элементы детали. Когда форма открыта, предметные стекла отодвигаются от пластиковой детали с помощью стационарных «угловых штифтов» на неподвижной половине формы. Эти штифты входят в прорезь в слайдах и заставляют слайды двигаться назад, когда открывается подвижная половина формы. Затем часть извлекается и форма закрывается. Закрывающее действие пресс-формы заставляет слайды двигаться вперед вдоль угловых штифтов.

Некоторые формы позволяют повторно вставлять ранее отлитые детали, чтобы образовался новый пластиковый слой вокруг первой детали. Это часто называют отливкой. Эта система позволяет производить цельные шины и колеса.

Пресс-формы с двумя или несколькими циклами формования предназначены для «перекрытия» в рамках одного цикла формования и должны обрабатываться на специализированных термопластавтоматах с двумя или более узлами впрыска. На самом деле этот процесс представляет собой процесс литья под давлением, выполняемый дважды, и поэтому имеет гораздо меньшую погрешность. На первом этапе материалу основного цвета придается основная форма, которая содержит места для второго кадра. Затем в эти пространства впрыскивается второй материал другого цвета. Например, кнопки и клавиши, изготовленные таким способом, имеют маркировку, которая не стирается и остается читаемой при интенсивном использовании.

Пресс-форма может производить несколько копий одних и тех же деталей за один «выстрел». Количество «отпечатков» в форме этой детали часто неправильно называют кавитацией. Инструмент с одним слепком часто называют формой для одного слепка (полости). Форма с двумя или более полостями из одинаковых частей, скорее всего, будет называться пресс-формой с несколькими оттисками (полостями). Некоторые формы с чрезвычайно большим объемом производства (например, формы для бутылочных крышек) могут иметь более 128 полостей.

В некоторых случаях инструмент с несколькими полостями формирует ряд различных деталей в одном инструменте. Некоторые производители называют эти формы семейными формами, так как все детали связаны между собой. Примеры включают пластиковые комплекты моделей.

Хранение плесени

Производители идут на все, чтобы защитить пресс-формы на заказ из-за их высокой средней стоимости. Поддерживается идеальный уровень температуры и влажности, чтобы обеспечить максимально возможный срок службы для каждой специальной формы. Специальные формы, например, используемые для литья под давлением, хранятся в условиях с контролируемой температурой и влажностью для предотвращения коробления.

Инструментальные материалы

Часто используется инструментальная сталь. Низкоуглеродистая сталь, алюминий, никель или эпоксидная смола подходят только для прототипов или очень коротких серий производства. Современный твердый алюминий (сплавы 7075 и 2024) с надлежащей конструкцией пресс-формы может легко изготавливать пресс-формы со сроком службы 100,000 XNUMX или более деталей при надлежащем уходе за пресс-формой.

обработка

Формы изготавливаются двумя основными методами: стандартная обработка и EDM. Стандартная механическая обработка, в ее обычной форме, исторически была методом изготовления литьевых форм. С развитием технологий обработка на станках с ЧПУ стала основным средством создания более сложных форм с более точными деталями форм за меньшее время, чем традиционные методы.

Электроэрозионная обработка (электроэрозионная обработка) или процесс искровой эрозии стали широко использоваться при изготовлении пресс-форм. Наряду с предоставлением возможности формирования форм, которые трудно обрабатывать, процесс позволяет формовать предварительно отвержденные формы так, чтобы не требовалась термическая обработка. Изменения в затвердевшей пресс-форме путем обычного сверления и фрезерования обычно требуют отжига для смягчения пресс-формы с последующей термообработкой для ее повторной закалки. EDM - это простой процесс, при котором формованный электрод, обычно сделанный из меди или графита, очень медленно опускается на поверхность формы (в течение многих часов), которая погружается в парафиновое масло (керосин). Напряжение, приложенное между инструментом и пресс-формой, вызывает искровую эрозию поверхности пресс-формы в форме, обратной форме электрода.

Цена

Количество полостей, встроенных в форму, напрямую зависит от стоимости формования. Меньшее количество полостей требует гораздо меньше инструментальной работы, поэтому ограничение количества полостей в свою очередь приведет к снижению первоначальных производственных затрат на изготовление литьевой формы.

Количество полостей играет жизненно важную роль в стоимости формования, как и сложность конструкции детали. Сложность может быть учтена во многих факторах, таких как чистовая обработка поверхности, требования к допускам, внутренняя или внешняя резьба, мелкая детализация или количество поднутрений, которые могут быть включены.

Дополнительные детали, такие как поднутрения или любые элементы, вызывающие дополнительные инструменты, увеличат стоимость пресс-формы. Поверхностная обработка сердечника и полости пресс-форм будет дополнительно влиять на стоимость.

Процесс литья под давлением из резины дает высокий выход долговечных изделий, что делает его наиболее эффективным и экономичным методом литья. Последовательные процессы вулканизации, включающие точный контроль температуры, значительно сокращают количество отходов.

Инъекционный процесс

При литье под давлением гранулированный пластик подается принудительным поршнем из бункера в нагреваемый цилиндр. Поскольку гранулы медленно продвигаются вперед винтовым поршнем, пластик выталкивается в нагретую камеру, где он расплавляется. По мере продвижения плунжера расплавленный пластик проталкивается через сопло, которое упирается в форму, позволяя ему войти в полость формы через систему затвора и направляющей. Форма остается холодной, поэтому пластик затвердевает почти сразу после заполнения формы.

Цикл литья под давлением

Последовательность событий во время литья под давлением пластиковой детали называется циклом литья под давлением. Цикл начинается, когда форма закрывается, после чего вводится полимер в полость формы. После заполнения полости удерживающее давление поддерживается для компенсации усадки материала. На следующем шаге винт поворачивается, подавая следующий выстрел в передний винт. Это заставляет винт втягиваться при подготовке следующего выстрела. Как только деталь достаточно остынет, пресс-форма открывается и деталь извлекается.

Научное и традиционное литье

Традиционно этап впрыска в процессе формования выполнялся при одном постоянном давлении для заполнения и уплотнения полости. Однако этот метод допускал большие вариации размеров от цикла к циклу. В настоящее время более широко используется научное или независимое формование, метод, впервые предложенный RJG Inc. В этом случае впрыск пластика «разделен» на этапы, чтобы обеспечить лучший контроль размеров детали и большее количество циклов от цикла к циклу. -шот в отрасли) постоянство. Сначала полость заполняется примерно на 98% с помощью регулятора скорости (скорости). Хотя давление должно быть достаточным для обеспечения желаемой скорости, ограничения давления на этом этапе нежелательны. Когда полость заполнена на 98%, машина переключается с управления скоростью на управление давлением, при котором полость «набивается» при постоянном давлении, когда требуется скорость, достаточная для достижения желаемого давления. Это позволяет контролировать размеры деталей с точностью до тысячных долей дюйма или лучше.

Различные типы процессов литья под давлением

Хотя большинство процессов литья под давлением охватываются приведенным выше описанием обычного процесса, существует несколько важных вариантов литья, включая, но не ограничиваясь:

• Умрите литье
• Литье металла под давлением
• Тонкостенное литье под давлением
• Литье под давлением жидкой силиконовой резины

Более полный список процессов литья под давлением можно найти здесь:

Процесс устранения неполадок

Как и все промышленные процессы, литье под давлением может производить дефектные детали. В области литья под давлением устранение неисправностей часто выполняется путем проверки дефектных деталей на наличие конкретных дефектов и устранения этих дефектов с помощью конструкции пресс-формы или характеристик самого процесса. Испытания часто проводятся до полного запуска производства с целью прогнозирования дефектов и определения соответствующих спецификаций для использования в процессе впрыска.

При первом заполнении новой или незнакомой формы, когда размер порции для этой формы неизвестен, техник / наладчик инструмента может выполнить пробный запуск перед полным производственным циклом. Он начинает с небольшого веса дроби и постепенно заполняется, пока форма не заполнится на 95-99%. Как только это будет достигнуто, будет применено небольшое давление выдержки и время выдержки увеличится до тех пор, пока не произойдет замерзание затвора (время затвердевания). Время остановки затвора можно определить, увеличив время выдержки, а затем взвесив деталь. Когда вес детали не изменяется, тогда известно, что шибер замерз, и материал больше не вводится в деталь. Время затвердевания ворот важно, так как оно определяет время цикла, а также качество и консистенцию продукта, что само по себе является важным вопросом в экономике производственного процесса. Давление выдержки увеличивают до тех пор, пока детали не выйдут из раковин и не будет достигнут вес детали.

Дефекты литья

Литье под давлением - сложная технология с возможными производственными проблемами. Они могут быть вызваны либо дефектами в формах, либо чаще самим процессом литья.

Такие методы, как промышленное КТ-сканирование, могут помочь обнаружить эти дефекты как снаружи, так и внутри.

Погрешности

Допуск на формование - это заданный допуск на отклонение в таких параметрах, как размеры, вес, форма или углы и т. Д. Для обеспечения максимального контроля при настройке допусков обычно существует минимальный и максимальный предел толщины в зависимости от используемого процесса. Литье под давлением обычно допускает допуски, эквивалентные классу IT примерно 9–14. Возможный допуск термопласта или термореактивного материала составляет от ± 0.200 до ± 0.500 миллиметров. В специализированных приложениях допуски до ± 5 мкм для диаметров и линейных элементов достигаются при массовом производстве. Может быть достигнута шероховатость поверхности от 0.0500 до 0.1000 мкм или лучше. Возможны также шероховатые или галечные поверхности.

Требования к питанию

Мощность, необходимая для этого процесса литья под давлением, зависит от многих факторов и зависит от используемых материалов. Справочник по производственным процессам утверждает, что требования к мощности зависят от «удельного веса материала, температуры плавления, теплопроводности, размера детали и скорости формования». Ниже приводится таблица со страницы 243 той же ссылки, которая упоминалась ранее, которая наилучшим образом иллюстрирует характеристики, относящиеся к мощности, необходимой для наиболее часто используемых материалов.

Роботизированная лепка

Автоматизация означает, что меньший размер деталей позволяет мобильной инспекционной системе быстрее исследовать несколько деталей. В дополнение к установке систем контроля на автоматических устройствах многоосные роботы могут извлекать детали из пресс-формы и размещать их для дальнейших процессов.

Конкретные примеры включают в себя удаление деталей из формы сразу же после их создания, а также применение систем машинного зрения. Робот захватывает деталь после того, как выталкивающие штифты выдвинуты, чтобы освободить деталь от формы. Затем он перемещает их либо в место хранения, либо непосредственно в систему контроля. Выбор зависит от типа продукта, а также от общей компоновки производственного оборудования. Системы видеонаблюдения, установленные на роботах, значительно усилили контроль качества вставных литых деталей. Мобильный робот может более точно определять точность размещения металлического компонента и проводить проверку быстрее, чем человек.

Фото